微机原理第6章 输入输出和中断技术.pptVIP

6）识别中断源，首先获取中断类型号，并将其乘4，得到存储中断向量的起始地址，进而取得中断向量。 7）将中断向量中的高地址的字送入CS寄存器，将低地址的字送IP寄存器，于是开始执行中断服务程序。 8）中断服务程序最后一条指令为IRET，这条指令的功能保证了从堆栈中弹出断点IP和CS的内容，并存入各自的寄存器中，并接着弹出状态寄存器的内容，恢复断点的状态标志。 9）CPU按CS和IP指示的内容正确地返回了程序的断点处，程序从断点处继续运行。 为何计算机中要引入中断？ 1、提高数据传输率； 2、避免了CPU不断检测外设状态的过程，提高了CPU的利用率。 3、实现对特殊事件的实时响应。如多任务系统操作系统中：缺页中断、设备中断、各类异常、实时钟，。。。等 中断系统的功能 1、实现中断及返回； 2、实现优先权的排列； 3、高级中断源能中断低级的中断处理。 中断是微机原理中的一种非常重要的技术，也是CPU和外部设备进行数据交换的一种很有效的方法 。 1、中断及其相关概念 1）中断 CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(称为中断服务程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。 6.4.1 中断的概述 2）中断源 引起CPU中断的原因或事件，或能发出中断申请的来源——中断源。例如： 外设——请求输入输出数据，报告故障等 事件——掉电、硬件故障、软件错误、非法操作、定时时间到等 3）中断源分为类 内部中断：CPU内部执行程序时自身产生的中断，也称为软件中断。其功能类似于子程序调用。 外部中断：CPU以外的设备、部件产生的中断。它的特点是通过硬件向CPU发出中断请求信号，经常称外部中断为硬件中断。 8086/8088的外部中断信号：INTR、NMI INTR——可屏蔽中断请求，高电平有效，受IF标志的控制。IF=1时，执行完当前指令后CPU对它作出响应。 NMI——非屏蔽中断请求，上升沿有效，任何时候CPU都要响应此中断请求信号。 4）断点（地址） 发生中断时被打断程序的暂停点成为断点，含CS、IP及相应的参数。 5）中断响应 CPU暂停现行程序而转为响应中断请求的过程称为中断响应。 6）中断处理程序 处理中断源的程序称为中断处理程序。 7）中断处理 CPU执行有关的中断处理程序称为中断处理。 8）中断返回 返回断点的过程称为中断返回。 中断的实现实行软件和硬件综合完成，硬件部分叫做硬件装置，软件部分成为软件处理程序。 2、中断的用途 1）CPU与I/O设备并行工作 中断系统引入前用“查询方式”工作 2）实现实时处理 3）多道程序或多重任务的运行 4）故障处理 3、中断系统的功能 1）实现中断及返回； 2）实现优先权的排列； 3）高级中断源能中断低级的中断处理。 4、优先级 在中断系统系统中，根据中断源的轻重缓急，为每一个中断源规定了一个服务优先级别，这就是所谓的中断优先级，或叫中断优先权。 中断优先权排队一般有两种方法，即软件查询法和硬件排队法。 软件查询法：用软件查询中断源，根据查询的顺序先后来确定中断源的优先级。先查询的优先级就高，后查询的优先级就低，只要改变查询次序，就可以改变中断源的中断优先级。 硬件排队法：用硬件判优逻辑电路来确定申请中断的最高优先级，系统中各中断源的优先级别是由它们在判优电路中的位置决定的。 8086中断处理的优先级和顺序 8086CPU的中断优先权排列从高到低为： 1）除法出错中断、溢出中断、INT n、断点中断 2）NMI（非屏蔽中断） 3）INTR（可屏蔽中断） 4）单步中断 中断处理的五个步骤：中断请求→中断判优(有时还要进行中断源识别) →中断响应→中断服务→中断返回 1、中断请求 外设接口（中断源）发出中断请求信号，送到CPU的INTR或NMI引脚； 中断请求信号：边沿请求，电平请求。例如NMI为边沿请求，INTR为电平请求 中断请求信号应保持到中断被处理为止；CPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销。在8086/8088系统中，外设的中断要经过8259A可编程中断控制器(PIC)的排队判优后向CPU发出。